ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАГИСТРАЛЬНОЙ КВАНТОВОЙ СЕТИ

Аннотация

Уже сегодня в России и во всём мире активно разворачиваются и создаются сети квантовых коммуникаций, разрабатываются стандарты в области квантовых технологий. В рамках дорожной карты по развитию квантовых коммуникаций в России реализуется протяженность квантовых сетей более 7 тыс. км, а к 2030 году планируется более 15 тыс. км. Квантовые коммуникации сегодня – это, по сути, технология квантового распределения ключей, которая находятся на стадии интенсивного научного исследования и развития. Применительно к магистральным квантовым сетям технология распределения секретных ключей нуждается в новых подходах реализации, так как использование аппаратуры различных вендоров и протяженность волоконно-оптических линий связи накладывают преодолимые ограничения на топологии магистральных сетей. Немаловажным аспектом при проектировании квантовых сетей является расчет потерь в оптических каналах связи. Затухания, вносимые различными пассивными и активными элементами, как правило, рассчитываются индивидуально для каждого участка сети и в итоге формируют комплексную энергетическую модель. В статье рассматривается несколько топологий магистральных квантовых сетей и приводится расчет оптических потерь для волоконно-оптического канала связи. В общем виде описан способ обнаружения оптического сигнала в сетях квантовых коммуникаций. Целью статьи является сравнительный анализ энергетических моделей топологий магистральных квантовых сетей и представление варианта реализации участка городской квантовой сети. В работе описывается применимость системы квантового распределения ключей, как в двухпроходном варианте исполнения, так и в однопроходной конфигурации. Приведены результаты анализа энергетической модели и расчет усредненных потерь в квантовом канале. В заключении мы предлагаем к рассмотрению возможный вариант топологии квантовой сети.